地热开发避免地震


  康涅狄格(Connecticut)的一家新创公司表示,它有一种方法,可以提高水平,增强地热能源,又没有财务或地质风险涉及这些项目。

  增强型地热系统(EGS:Enhanced geothermal systems)代表一种很有前景的清洁能源,因为有些地方不能完美地结合地热、水和岩石渗透率,这都是传统地热所需的。但是,采用增强型地热系统,开发人员通常要设计他们需要的条件,这涉及到压裂固态岩石,把液体泵入井中要采用高压,这一方法引人关注,因为可能引发地震,污染地下水。

  这个问题就是所谓的“诱发地震”( induced seismicity),2009年曾导致取消了瑞士巴塞尔(Basel)的一个项目,因为高压压裂岩石,在井周围引发数百起地震事件,有些地震很大,足以破坏财产。在北美,增强型地热系统开发商域岩能源公司(AltaRock Energy)已经陷入类似的争议。

  “引发地震事件可能因为任何一种压裂,”赫伯特•爱因斯坦(Herbert Einstein)说,他是麻省理工学院(MIT)土木与环境工程学系岩石力学教授。“如果你这样做是靠近一座城市,那就是个问题。”

  基特姆公司(Gtherm)成立于2008年,公司称,它已研发出一种方法,不需要任何裂缝或水冷却。它采用一种固态热交换(solid-state heat exchanger),公司称为“热巢”( heat nest) ,是在井底进行。这种巢吸取的热量来自周围岩石,更为有效,需要借助高导热泥浆围绕换热器。

  发电时,液体穿过长长的深井,在一个封闭环路中,把热量从巢底带到地面,地面上,二级液体在独立的封闭循环中转化为气体,驱动发电涡轮机。为了进一步提高热回收,提高功率输出,细钻孔约100英尺长,内衬导热材料,可钻入主要竖井。“我们基本上是用类固醇(steroids)热泵,”迈克尔•帕莱拉(Michael Parrella)说,他是基特姆公司的首席执行官和创始人。

  公司已完成3D建模,正在做早期验证和商业可行性试验,参与者有美国电力研究所(EPRI:Electric Power Research Institute)。示范项目的开始将是在2012年年初。

  路易斯•塞雷佐(Luis Cerezo)是电力科学研究所可再生能源发电项目技术主管,他说,有很大潜力可以利用基特姆公司的单井设计,因为有些地方已经限制地热开发。“我们正在考察的深度约5公里,潜孔(down-the-hole)温度在250 到300华氏度之间,”塞雷佐说。“有了这个,我们目标是每口井生产一兆瓦净值”。

  一兆瓦并不多,但基特姆公司设想的是一种更分散的可扩展模式,搞地热发电,从安装几兆瓦到大型集群井,共计数百兆瓦。

  数千口废弃油气井遍及美国和加拿大,这些是主要侯选井,可进行开发,帕莱拉说。温度数据已经知道,在这些地方就大大降低了勘探成本。帕莱拉相信,基特姆公司可提供清洁能源,低于每千瓦时10美分。

  “这种方法是绝对有利,”爱因斯坦说。但他质疑,基特姆公司是否真正消除了引发地震事件的风险。“灌浆必须是一种粘性液体,在变硬之前就是这样,所以我不明白,为什么把它灌在井里不会导致类似的(地震)问题。因此,他们必须证明这确实有效。”